Optics Light Lab: Ray Tracing
Optics Light Lab: Ray Tracing — Aynaların, merceklerin ve prizmaların her ışını izlediği bir optik simülatörü
Optics Light Lab: Ray Tracing, geometrik optiği dokunarak öğrenmeni sağlayan ücretsiz bir Android optik simülatörüdür. Aynaları, mercekleri ve prizmaları 3D optik tezgâhına yerleştir; onları hareket ettirdikçe bir ışın izleme motoru her yansımayı ve kırılmayı yeniden hesaplasın. Aynı motor, 38 dersin, 18 laboratuvarın ve 50 seviyelik lazer bulmacası serisinin tamamını değerlendirir; ayrıca uygulamanın tamamı çevrimdışı çalışır.
- Fiyat
- Ücretsiz, Pro yükseltmesi
- Platformlar
- Android
- Diller
- 10
Gökkuşağı çizilmez, hesaplanır.
Lazeri beyaz ışığa geçirip bir prizmaya yönelt; tek bir ışın, her biri kendi kırılma indisine göre bükülen ve ayrı ayrı izlenen yedi dalga boyuna ayrılır. Altta önceden oluşturulmuş bir yol bulunmadığı için, bir açıyı yanlış ayarladığında ne kadar yanıldığını tam olarak görebilirsin.
Nedir
Optics Light Lab: Ray Tracing, geometrik optiği canlı bir ışın izleme simülatörüyle öğrenmeni sağlayan ücretsiz bir Android uygulamasıdır. Dört dünyada (Yansıma ve Kırılma, Mercekler ve Aynalar, Dispersiyon ve Renk, Derin Optik) 38 ders, 18 optik tezgâh laboratuvarı, 4 etkileşimli simülasyon, 9 element türü ve 15 optik malzeme içeren bir sandbox ve 50 lazer bulmacası sunar. Her ders, diyagram, laboratuvar ve bulmaca cihazda bulunduğu için uygulama çevrimdışı çalışır.
Uygulamanın içinde
Nasıl görünüyor
Arka plan
Aynalar, mercekler ve prizmalar ışığı nasıl büker ve ışın izleme nedir?
Geometrik optik, ışığı bir yüzeyle karşılaşana kadar düz çizgiler üzerinde ilerleyen ışınlar olarak ele alır. Bir aynada ışın, geliş açısı yansıma açısına eşit olacak şekilde yansır; hava ve cam gibi iki malzemenin sınırında ise Snell yasasına göre kırılır. Işın izleme, her ışını çarptığı tüm yüzeyler boyunca takip etme yöntemidir. Bilgisayarlar bu yöntemle bir merceğin ışını nerede odakladığını veya bir prizmanın beyaz ışığı renklere nasıl ayırdığını gösterebilir. Kurallar kesin olduğu için bir simülatör, ışını izleyip hedefe ulaşıp ulaşmadığını kontrol ederek yanıtını değerlendirebilir.
Yansıma yasasıgeliş açısı yansıma açısına eşittir
Pürüzsüz bir yüzeye çarpan ışın, yüzeye dik olan normalden ölçüldüğünde, geldiği açıyla yüzeyden ayrılır. Sık yapılan bir hata, ölçümü aynanın kendi yüzeyinden yapmaktır.
Snell yasası ve kırılma indisiışık cama girerken nasıl bükülür
Işık bir malzemeden başka bir malzemeye geçtiğinde hızı ve yönü değişir. Buzdan elmasa kadar her malzemenin kırılma indisi, ışığın ne kadar büküleceğini belirler; daha büyük bir indis ışını daha fazla büker.
İnce mercek denklemibir merceğin görüntüyü oluşturduğu yer
İnce bir mercek için 1/f, 1/do ile 1/di'nin toplamına eşittir; bu bağıntı odak uzaklığı f ile cisim uzaklığını ve görüntü uzaklığını ilişkilendirir. Bu denklem, yakınsak bir merceğin cismin konumuna bağlı olarak neden daha büyük, daha küçük, düz veya ters bir görüntü oluşturabildiğini açıklar.
Dispersiyon ve tam iç yansımarenklerin ayrılması ve ışığın hapsolması
Dispersiyon, kırılma indisinin her renk için biraz farklı olması nedeniyle gerçekleşir; bu yüzden bir prizma maviyi kırmızıdan daha fazla büker. Yoğunluğu daha yüksek bir malzemenin içinde kritik açı aşıldığında ışık dışarı çıkamaz ve tamamen yansır. Optik fiberlerin çalışma fikri de budur.
Nasıl çalışır
Bir ders ve laboratuvar nasıl bir araya geliyor?
Her ders, kısa bir açıklamayı canlı bir optik tezgâhıyla eşleştirir; böylece kural ve görsel birlikte karşına çıkar.
Kuralı bir diyagramla öğren
Her ders, örneğin yansıma yasası gibi tek bir fikri, elle çizilmiş bir diyagram ve anında yanıtlanan bir kontrol sorusuyla açıklar. Uyarılar, yanlış çizgiden ölçüm yapmak gibi yaygın hatalara dikkat çeker.
Optikleri tezgâhta hareket ettir
Bir aynayı döndür, bir merceği değiştir veya ışının önüne bir prizma bırak. Işın izleyici yolu gerçek zamanlı olarak yeniden hesaplar; Snell yasası, ince mercek, kritik açı ve prizma dispersiyonu için kullanılan kaydırıcılar da sürükledikçe kendi değerlerini gösterir.
Bir laboratuvarla veya bulmacayla kanıtla
Derslerin içindeki laboratuvarlar, ışını çizen aynı motor tarafından değerlendirilir. Bulmacalarda optikleri döndürüp yerleştirerek lazeri bir hedefe yönlendirmen istenir; tek aynalı atışlardan, yanıltıcı prizmalar ve engelleyiciler içeren üç aynalı merdivenlere kadar farklı görevler bulunur.
İçinde neler var
Uygulamada neler var?
38
4 dünyada dersler
Yansıma ve Kırılma, Mercekler ve Aynalar, Dispersiyon ve Renk ve Derin Optik dünyaları; Snell yasasını, kavisli aynaları, ince mercek denklemini ve tam iç yansımayı kapsar.
50
Lazer bulmacası
Her seviyesinin yayınlanmadan önce motor tarafından çözülebilir olduğu kontrol edilen ışık labirentleri serisi.
18
Optik tezgâh laboratuvarı
Derslerin içine yerleştirilmiş, ışını çizen ışın izleme motoru tarafından değerlendirilen uygulamalı görevler.
9
Sandbox element türü
Düz, içbükey ve dışbükey aynalar; yakınsak ve ıraksak mercekler; prizmalar, engelleyiciler, hedefler ve lazer. Yörüngede dolaşmak için sürükle, yakınlaştırmak için iki parmağını kullan ve tasarımlarını daha sonra yeniden açmak üzere kaydet.
15
Gerçek optik malzemeler
Buzdan elmasa kadar her malzemenin kendine ait bir kırılma indisi vardır. Bir prizmadaki camı değiştir ve spektrumun genişleyip daralmasını izle.
Yapay zekâ
Yapay zekâ eğitmeni
Tezgâhında neler olduğunu açıklamasını veya bir bulmacada takıldığında ipucu vermesini iste. Ücretsiz hesaplar günde 2 açıklama ve 1 ipucu alır.
Uygunluk
Kimler için uygun — kimler için değil
Şu durumlarda senin için uygun
- Fizik çalışıyor ve yalnızca bir formülü ezberlemek yerine bir merceğin ışığı nasıl büktüğünü görmek istiyorsan
- Optik dersi veriyor veya özel ders anlatıyor ve öğrencilerin kendi başlarına değiştirip test edebileceği bir düzenek istiyorsan
- Bulmaca oyunlarını seviyor ve aynalarla lazeri hedeflemeyi eğlenceli buluyorsan
- Bir prizmanın neden gökkuşağı oluşturduğunu veya tam iç yansımanın nasıl çalıştığını merak ediyorsan
- İçerik çevrimdışı olarak pakete dahil edildiği için bağlantı olmadan çalışman gerekiyorsa
Şu durumlarda doğru araç değil
- Bir iPhone uygulamasına ihtiyacın varsa; çünkü uygulama şimdilik yalnızca Android'de
- Uygulama geometrik optiği kapsadığı için girişim ve kırınım gibi dalga optiğini arıyorsan
- Dört dünyanın ve 50 bulmacanın tamamının ücretsiz olmasını bekliyorsan: 1. Dünya ve ilk 10 seviye ücretsizdir, geri kalanların kilidini Pro açar
- Ücretsiz sürüm ekranlar arasında reklam gösterdiği için reklamlardan hoşlanmıyorsan
Sorular
Sık sorulan sorular
Telefonda optik ve ray tracing öğrenmek için en iyi uygulama hangisi?
Bir optik simülatörü düzeneği değiştirip ışığın buna nasıl tepki verdiğini görmeni sağlar. Optics Light Lab: Ray Tracing, 38 kısa dersi, hareketli bir 3D optik tezgâhla bir araya getirir; ray-tracing motoru, aynaları, mercekleri ve prizmaları hareket ettirdikçe her yansımayı ve kırılmayı yeniden hesaplar. Android'de ücretsiz olarak başlayabilir ve çevrimdışı çalışabilirsin.
Geometrik optik nedir?
Geometrik optik, ışığı düz çizgiler boyunca ilerleyen ve yalnızca yüzeylerde yansıma ve kırılma yoluyla yön değiştiren ışınlar olarak modeller. Aynaları, mercekleri, prizmaları ve basit optik araçları açıklar. Optics Light Lab: Ray Tracing, bunu Yansıma ve Kırılma'dan Derin Optiğe uzanan dört dünya üzerinden öğretir.
Bir prizma beyaz ışığı nasıl renklere ayırır?
Camın kırılma indisi mavi ışık için kırmızı ışığa göre biraz daha yüksektir; bu nedenle her renk yüzeyde farklı miktarda kırılır. Buna dispersiyon denir. Optics Light Lab: Ray Tracing'de lazeri beyaz ışığa geçirip tek bir ışının ayrı ayrı izlenen yedi dalga boyuna açıldığını izleyebilirsin.
Başlamadan önce Snell yasasını bilmem gerekiyor mu?
Hayır. 1. Dünya, yansıma yasasından Snell yasasına doğru diyagramlar ve anında kontroller eşliğinde ilerler; böylece yalnızca ezberlediğin bir formül, test edebileceğin bir şeye dönüşür. Optics Light Lab: Ray Tracing'de ayrıca sürükledikçe kendi değerini hesaplayıp gösteren bir Snell yasası kaydırıcısı bulunur.
Lazer bulmacaları nedir?
Optikleri döndürüp yerleştirerek bir lazeri hedefe yönlendirdiğin 50 seviye bulunur. İlk seviyelerde tek bir ayna kullanılır; ilerleyen seviyelerde ise dikkat dağıtıcı prizmalar ve engelleyicilerle birlikte iki veya üç ayna kullanılır. Optics Light Lab: Ray Tracing her seviyeyi aynı ray-tracing motoruyla değerlendirir ve her seviyenin çözülebilir olduğunu kontrol etmiştir.
Optics Light Lab: Ray Tracing çevrimdışı çalışır mı?
Evet. Her ders, diyagram, laboratuvar ve bulmaca cihaza dahil edilmiştir; bu nedenle uçuşta veya sinyalin kesildiği bir yerde oturumun yarıda kalmaz. Yanıt vermek için bağlantıya ihtiyaç duyan tek özellik AI öğretmenidir.
AI öğretmeni ne yapar?
Tezgâhının ne yaptığını açıklar ve bir bulmacada takıldığında ipucu verir. Optics Light Lab: Ray Tracing'in ücretsiz sürümünde günde 2 AI açıklaması ve 1 bulmaca ipucu bulunur; Pro bu sınırları kaldırır.
Optics Light Lab: Ray Tracing ücretsiz mi?
Uygulama Google Play'de ücretsizdir ve ekranlar arasında reklam gösterir. Ücretsiz sürümde 1. Dünya'nın tamamı (10 ders ve 5 laboratuvar), 1'den 10'a kadar bulmaca seviyeleri, 5 öğeli ve 3 kayıtlı tezgâhlı bir sandbox, günde 2 AI açıklaması ve 1 ipucu bulunur. Pro; 2. ila 4. Dünyaların (28 ek ders ve 13 ek laboratuvar), 11'den 50'ye kadar seviyelerin, sınırsız sandbox'ın ve sınırsız AI yardımının kilidini açar, ayrıca reklamları kaldırır.
Bir iPhone sürümü var mı?
Şu anda yok. Optics Light Lab: Ray Tracing, Google Play üzerinden Android telefonlarda ve tabletlerde kullanılabilir; bu sayfa yalnızca o listeye bağlantı verir.
Hangi dilleri destekliyor?
Uygulama ve bu sayfa 10 dilde kullanılabilir; uygulamada ayrıca her yerde açık ve koyu tema bulunur.
Başla
Işının yoluna bir ayna yerleştir ve ne olduğunu gör
Android'de, 10 dilde ücretsiz olarak başla.
CoddyKit'ten daha fazlası
Android üzerinde kullanılabilir.